JP7401499B2 - 異常判定システム、異常判定装置、異常判定方法 - Google Patents
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Description
図1を参照しつつ、本実施形態に係る異常判定システム1の全体構成の一例について説明する。異常判定システム1は、駆動装置の動作異常を判定するシステムである。本実施形態では、異常判定システム1が、例えばモータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する場合について説明する。
図2を参照しつつ、モータ7、ブレーキ9、及びエンコーダ11の構成の一例について説明する。なお、以下において「負荷側」とはモータ7に対して負荷が取り付けられる方向、例えばシャフト17が突出する方向(図2中左側)を指し、「反負荷側」とは負荷側の反対方向(図2中右側)を指す。
図3~図12を参照しつつ、上位制御装置3、モータ制御装置5、エンジニアリングツール15の機能構成の一例について説明する。
なお、誤報率αは、正規分布からどれくらい大きく外れた場合を異常データとするかを設定するための指標である。また、カイ2乗分布は次式で定義される。なお、自由度Mは、独立した標本データの種類の数(変数の種類の数)を指定するパラメータであり、本実施形態ではM=1となる。
ただし、Γはガンマ関数を表し、次式で定義される。
標本データ作成部51により算出された、標本平均μ、標本共分散行列Σ、及びデータ異常判定しきい値athは、モータ制御装置5に送信されて記録される。
図13を参照しつつ、上位制御装置3及びモータ制御装置5により実行される処理手順(異常判定方法)の一例について説明する。なお、本フローチャートの開始時点において、ブレーキ9は作動した状態になっているものとする。
以上説明したように、本実施形態に係る異常判定システム1は、駆動装置の動作状態に関わる時系列データを取得する第1データ取得部63と、駆動装置の動作に異常が生じた場合の時系列データに基づいて標本データを作成する標本データ作成部51と、第1データ取得部63により取得した時系列データと、標本データ作成部51により作成された標本データとに基づいて、駆動装置の動作異常を判定する第1異常判定部65と、を有する。
開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
図14を参照しつつ、モータ制御装置5のハードウェア構成例について説明する。なお、図14中では、モータ制御装置5の構成のうちモータ7又はブレーキ9に電力を供給する機能に係る構成を適宜省略して図示している。また、上位制御装置3又はエンジニアリングツール15を同様のハードウェア構成としてもよい。
5 モータ制御装置(異常判定装置)
9 ブレーキ(駆動装置)
13 加速度センサ
51 標本データ作成部
53 モータ指令出力部(動作指令出力部)
55 ブレーキ指令出力部(開放指令出力部)
63 第1データ取得部
65 第1異常判定部
67 慣性モーメント推定部
69 外乱トルク推定部
71 第2データ取得部
73 第2異常判定部
75 マハラノビス距離算出部
77 判定部
Claims (13)
- モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定システムであって、
前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得する第1データ取得部と、
前記ブレーキの開放動作に異常が生じた場合の前記時系列データに基づいて標本データを作成する標本データ作成部と、
前記第1データ取得部により取得した前記時系列データと前記標本データとに基づいて、前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第1異常判定部と、
を有する、異常判定システム。 - 前記第1異常判定部は、
前記標本データと前記時系列データに基づいてマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
前記マハラノビス距離としきい値との比較により前記ブレーキの開放動作の異常を判定する判定部と、
を有する、
請求項1に記載の異常判定システム。 - 前記モータを動作するための動作指令を出力する動作指令出力部をさらに有し、
前記第1データ取得部は、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力する前に、前記時系列データを取得し、
前記第1異常判定部は、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力する前に、前記時系列データと前記標本データとに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する、
請求項1又は2に記載の異常判定システム。 - 前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記モータの動作状態に関わる状態量データを取得する第2データ取得部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記状態量データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第2異常判定部と、
をさらに有する、
請求項3に記載の異常判定システム。 - 前記第1データ取得部は、
前記時系列データを、前記ブレーキの開放動作による振動を検出する加速度センサから取得する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の異常判定システム。 - 前記ブレーキを開放するための開放指令を出力する開放指令出力部と、
前記モータの慣性モーメントを推定する慣性モーメント推定部と、
をさらに有し、
前記第2データ取得部は、
前記状態量データとして、前記開放指令出力部が前記開放指令を出力した後最初に前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した時点の前記慣性モーメントの推定値を取得し、
前記第2異常判定部は、
前記慣性モーメントの推定値に基づいて、前記ブレーキの開放動作の異常を判定する、
請求項4に記載の異常判定システム。 - 前記ブレーキを開放するための開放指令を出力する開放指令出力部と、
前記モータの外乱トルクを推定する外乱トルク推定部と、
をさらに有し、
前記第2データ取得部は、
前記状態量データとして、前記開放指令出力部が前記開放指令を出力した後最初に前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した時点の前記外乱トルクの推定値を取得し、
前記第2異常判定部は、
前記外乱トルクの推定値に基づいて、前記ブレーキの開放動作の異常を判定する、
請求項4又は6に記載の異常判定システム。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定システムであって、
前記モータを動作するための動作指令を出力する動作指令出力部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力する前に、前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得する第1データ取得部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力する前に、前記時系列データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第1異常判定部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記モータの動作状態に関わる状態量データを取得する第2データ取得部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記状態量データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第2異常判定部と、
を有する、異常判定システム。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定システムであって、
前記モータを動作するための動作指令を出力する動作指令出力部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記モータの動作状態に関わる状態量データを取得するデータ取得部と、
前記動作指令出力部が前記動作指令を出力した後に、前記状態量データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定部と、
を有する、異常判定システム。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定装置であって、
前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得する第1データ取得部と、
前記第1データ取得部により取得した前記時系列データと、前記ブレーキの開放動作に異常が生じた場合の前記時系列データに基づいて作成された標本データと、に基づいて、前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第1異常判定部と、
を有する、異常判定装置。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定装置であって、
前記モータを動作するための動作指令が出力される前に、前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得する第1データ取得部と、
前記動作指令が出力される前に、前記時系列データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第1異常判定部と、
前記動作指令が出力された後に、前記モータの動作状態に関わる状態量データを取得する第2データ取得部と、
前記動作指令が出力された後に、前記状態量データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定する第2異常判定部と、
を有する、異常判定装置。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定方法であって、
前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得することと、
取得した前記時系列データと、前記ブレーキの開放動作に異常が生じた場合の前記時系列データに基づいて作成された標本データと、に基づいて、前記ブレーキの開放動作の異常を判定することと、
を有する、異常判定方法。 - モータを制動するためのブレーキの開放動作の異常を判定する異常判定方法であって、
前記モータを動作するための動作指令が出力される前に、前記ブレーキの開放動作の状態に関わる時系列データを取得することと、
前記動作指令が出力される前に、前記時系列データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定することと、
前記動作指令が出力された後に、前記モータの動作状態に関わる状態量データを取得することと、
前記動作指令が出力された後に、前記状態量データに基づいて前記ブレーキの開放動作の異常を判定することと、
を有する、異常判定方法。
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